JP3972422B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
国際公開番号WO93/07363の公報には、エンジンの排気通路に、空燃比がλ>1のリーンときに排気中のNOxを吸蔵しλ≦1のリッチになったときに該NOxを放出するNOx吸蔵材を設け、空燃比をエンジンの加速運転時及び全負荷運転時にλ=1となり、それ以外の運転状態のときにλ>1となるように制御するようにしたエンジンの制御装置が記載されている。上記NOx吸蔵材は、NOxを還元浄化する機能を有するNOx吸蔵型触媒であり、空燃比リーンのときに吸蔵したNOxを空燃比リッチになったときに放出するとともに、これを還元浄化する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの制御における基本的な要求として燃料の消費率を下げるということがある。そのためには、エンジンの全運転域において空燃比をリーンにすることが好適である。従って、上述の如く空燃比をエンジンの加速運転時及び全負荷運転時にλ=1にすることは、それだけ燃料の消費が多くなるため燃費の改善のうえからは不利になる。
【0004】
しかし、NOx吸蔵材を用いる場合には、空燃比リーンの運転が継続すると、そのNOx吸蔵キャパシティをオーバーして大気中に排出してしまうことになる。従って、空燃比をλ≦1とする運転を適宜実行する必要がある。
【0005】
このようにNOx吸蔵材を用いる場合には、空燃比をλ>1とλ≦1とに適宜切り替えることが好ましいが、その場合に燃費性能を確保しつつ、NOxが大気中に排出される量を効果的に低減する必要がある。また一方、空燃比をλ>1からλ≦1に切り替えると、エンジンの出力が急変するためにトルクショックを発生するという問題があり、この点も改善する必要がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して、必ずしもエンジンの加速運転中の全域にわたって空燃比をλ≦1にする必要はなく、特定の運転状態においてλ≦1にすれば、要求される加速性を確保することができること、また、NOx吸蔵材のNOx吸蔵キャパシティを確保するためには空燃比を一時的にλ≦1にするだけで足りる点に着目したものである。
【0007】
すなわち、この出願の発明は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって検出されたエンジンの運転状態に応じて目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態(すなわちλ>1)と、理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態(すなわち、λ≦1)とに切り替えて空燃比制御を行なう空燃比制御手段とを備えたエンジンの制御装置において、
エンジンの排気通路に設けられ、空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態のときに排気中のNOxを吸蔵し理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態のときに該NOxをその還元のために放出するNOx吸蔵材と、
エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、
変速機の変速状態を検出する変速状態検出手段と、
上記加速運転が判定されたときにおいて、上記変速状態検出手段によって検出される変速状態が変速比中速のギヤ位置にあるときに目標空燃比を理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態に設定し、上記変速状態が変速比中速のギヤ位置にないときに目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態に設定する目標空燃比切替え手段とを備えていることを特徴とする。
【0008】
エンジンの加速運転時において空燃比が一時的にλ≦1となることにより、NOx吸蔵材にあっては吸蔵していたNOxを放出することができる。このNOx吸蔵材については、それ自身にNOx還元機能を持たせて自己が放出するNOxを還元させるようにすることができ、あるいはNOx還元型触媒を別に設けてその放出するNOxをこれに還元させるようにすることもできる。
【0009】
空燃比の制御については、燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、吸入空気量を運転状態に基づいて制御する吸入空気量制御弁とを備え、上記空燃比制御が燃料噴射量と吸入空気量とを調節することによって上記空燃比制御を行なうようにすることができる。
【0010】
そうして、エンジンの加速運転が判定され、λ>1からλ≦1への空燃比の切替えによってエンジン出力が変化したとき、変速状態検出手段によって検出される変速機の変速状態が低速段ではギヤ比が大きくトルクが伝わり易い。そこで、本発明では、変速状態検出手段によって検出される変速機の変速状態が変速比中速のギヤ位置にあるときに当該空燃比の切替えを行なうようにして、トルクショックを緩和するようにした。
【0011】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて目標空燃比をλ>1とλ≦1とに切り替えて空燃比制御を行なうようにしたエンジンの制御装置において、エンジンの加速運転が判定されたときにおいて、変速機の変速状態が変速比中速のギヤ位置にあるときに目標空燃比をλ≦1に設定し、上記変速状態が変速比中速のギヤ位置にないときに目標空燃比をλ>1に設定するようにしたから、λ>1からλ≦1への空燃比切替によって、燃費を悪化させることなく、NOx吸蔵材のNOx吸蔵キャパシティを回復させることができるとともに、この回復のための空燃比制御に伴うトルクショックを緩和することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
<全体構成>
この実施形態は、自動車の筒内直噴式エンジンの制御装置に係るものである。図1において、1はエンジン本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は吸気ポート、7は排気ポート、8は吸気バルブ、9は排気バルブである。シリンダヘッド3に、燃焼室5の中央部に臨む点火プラグ10が設けられているとともに、シリンダヘッド3の燃焼室側壁に燃焼室5の上記点火プラグ10の下側に向かって燃料を側方から噴射する燃料噴射弁11が設けられている。ピストン4の頂部にはキャビティ12が形成されていて、このキャビティ12は燃料噴射弁11から噴射された燃料を点火プラグ10の近傍に反射させる。排気ポート7より延びる排気通路13には排気浄化触媒14が設けられている。吸気ポート6に接続された吸気通路15にはアクセルペダルとは機械的に切り離されアクセル操作量と運転状態とに基づいてスロットル弁をモータにより駆動する電子制御式のスロットル弁16が設けられている。
【0013】
上記燃料噴射弁11及びスロットル弁16は、制御手段17によって作動が制御されるものであり、そのために、制御手段17には、エンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、車速、変速機のギヤ位置等を検出する各種センサ類の信号が与えられる。
【0014】
<排気浄化触媒>
排気浄化触媒14の構成は図2に示されている。これは、担体21の上にNOx吸蔵材層22と触媒材層23とが前者を下(内側)に、後者を上(外側)にして層状に形成されてなる。担体21はコージェライト製ハニカム構造体である。NOx吸蔵材層22は、比表面積の大きな活性アルミナに触媒成分であるPt成分とNOx吸蔵材であるBa成分とを担持させてなるNOx吸蔵型触媒材を主成分として構成されている。触媒材層23は、ゼオライトを担持母材としてこれにPt成分及びRh成分を担持させてなるNOx還元型触媒材を主成分として構成されている。
【0015】
<空燃比制御>
制御手段17は、コンピュータを用いたものであり、エンジンの運転ゾーン判定、加速判定、特定運転状態の判定、燃料噴射弁11の噴射タイミング・噴射パルス幅の演算、スロットル弁16の開度演算等を行なう。これらは電子的に格納されたマップを参照して行なわれる。運転ゾーンについては図3に示されており、低回転ないし中回転で且つ低負荷ないし中負荷の運転域がリーン運転ゾーン(A/F=22以上)であり、他がエンリッチゾーン(A/F=12〜14)である。そして、この実施形態では、リーン運転ゾーンにおいてエンジンが特定の運転状態にあるときのみ空燃比がλ=1(A/F=14.7近傍)となるように燃料噴射のパルス幅を拡大するとともに、スロットル開度を縮小補正することになる。
【0016】
(メインルーチン)
当該燃料噴射制御のメインルーチンは図4に示されている。エンジン回転数、車速、アクセル開度、変速機のギヤ位置、エアフローセンサの計測値等が読み込まれ、エンジン回転数とエンジン負荷(エアフローセンサの計測値から求められる充てん効率Ce)とに基づいてリーン運転ゾーンか否かが判定される(ステップS1,S2)。リーン運転ゾーンであれば、噴射パルス幅Taを演算するためのA/F補正係数Cafが算出され、次式によりパルス幅Taが求められる(ステップS3,S4)。
【0017】
Ta=KGKF×Caf×Ce
KGKFは燃料流量係数である。Caf=1のときはλ=1となり、Caf<1のときはλ>1となる。
【0018】
そして、所定の噴射タイミングに至ったときに燃料噴射弁11による燃料噴射が実行される(ステップS5,S6)。リーン運転ゾーン以外の運転域であるときは、その運転状態に応じた噴射パルス幅が演算されて同様に燃料噴射が実行される(ステップS2→S7→S5)。
【0019】
(スロットル弁制御)
図5に示すように、アクセル開度、エンジン回転数、エアフローセンサ計測値に基づいてリーン運転ゾーンか否かが判定され(ステップS11,S12)、リーン運転ゾーンであれば、TVBのスロットル開度特性が選択され、リーン運転ゾーンになければ、TVAのスロットル開度特性が選択されて、スロットル弁が駆動される(ステップS13〜15)。TVB及びTVAの各スロットル開度特性は図6に示されており、リーン運転ゾーン以外の運転域でのスロットル開度特性TVAは、アクセル全閉時にスロットル開度が略全閉になり、アクセル開度の増大に伴ってスロットル開度が漸次増大する特性である。リーン運転ゾーンでのスロットル開度特性TVBは、アクセル全閉時でも所定のスロットル開度TVIがあり、アクセル開度の増大に伴ってスロットル開度がTVAよりもゆるやかに増大する特性である。
【0020】
なお、本実施例ではスロットル弁を制御するようにしたが、アクセル手段とスロットル弁とをワイヤで連結し、該スロットル弁をバイパスするバイパス通路を吸気系に設け、該バイパス通路に制御弁を設けてこれを上記スロットル弁の制御に倣って同様の効果を生ずるように制御するようにしてもよい。
【0021】
(Caf算出サブルーチン)
ここでは、上記補正係数Cafによって空燃比がλ>1とλ=1とに切り替えられるものであり、λ=1とされるのは、エンジンが特定の運転状態にあるときである。以下では、その特定の運転状態の各場合を説明する。
【0022】
−高車速運転域でλ≦1−
これは、エンジンの加速時で且つ高車速運転域にあるときにλ=1とする場合である。図7に示すように、エンジンが加速運転状態にあるか否かが判断される(ステップA1)。すなわち、エンジン回転数、エンジン負荷Ce又はスロットル開度の増大変化率が所定値以上のときに加速運転状態と判定される。エンジンが加速運転状態にあるときは、車速が所定車速以上か否かが判断され、高車速であればCaf=1とされ、加速運転状態にないとき、あるいは加速時でも車速が所定値未満のときは、Cafがそのときのエンジン回転数とエンジン負荷Ceとに基づいて電子的に格納されたマップを参照して求められる(ステップA2〜A4)。このマップは空燃比リーン運転用のものであり、Caf<1となる。
【0023】
図8には自動車の走行パターンの一例が示されており、同図の太線部分が加速時で且つ高車速運転域であり、このときに空燃比がλ=1になる。図9はアクセル開度、車速、スロットル開度の経時変化を示したものであり、スロットル開度はλ>1の開度から加速後半の車速が高くなったときにλ=1の開度に変化することになる。すなわち、加速初期にλ>1からλ=1に切り替える場合に比べて、スロットル開度の変化量が少なく、トルクショックが小さいことがわかる。
【0024】
この高車速運転域は、エンジン燃焼温度が高くNOx排出量が多くなるときであるが、このときにλ=1となるから、排気浄化触媒14の触媒材層23でのNOx浄化率が高くなり、排気中のNOxが効率良く還元浄化されるとともに、それまでにNOx吸蔵材層22に吸蔵されていたNOxが放出されて触媒材層23によって還元浄化される。よって、このNOx吸蔵材層22の吸蔵キャパシティが回復する。
【0025】
また、上記高車速運転域でλ=1になるということは、自動車の加速性が高まるということであり、他の自動車の追越しに有利になる。
【0026】
図10はエンジンの高車速運転域をエンジン回転数に基づいて判断する例を示す。すなわち、ステップA2ではエンジン回転数が所定値以上か否かが判断され、所定値以上のときにCaf=1とされて空燃比がλ=1に制御される。図11はエンジンの高車速運転域をエンジン負荷に基づいて判断する例を示す。すなわち、ステップA2ではエンジン負荷が所定値以上か否かが判断され、所定値以上のときにCaf=1とされて空燃比がλ=1に制御される。エンジン回転数による場合もエンジン負荷による場合も、その作用効果は上記車速による場合と同じである。
【0027】
図12は発進加速状態から一旦定常走行に移行した後にさらに所定車速以上で加速運転状態になったときに空燃比をλ=1とする場合のフローを示す。すなわち、図13に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。
【0028】
図12において、FlagLspeed は車速零又は低速走行時に「1」になるフラグであり、FlagCaf1はλ=1での加速走行時に「1」になるフラグである。同図において、発進当初は所定車速以下であるからFlagLspeed =1となり、FlagCaf=0である(ステップB1〜B3)。従って、ステップB4で加速が判定されても、FlagLspeed =1であるからCafをマップから読み出しCaf<1とされる(ステップB4〜B6)。
【0029】
次に発進加速後に所定車速以上になって定常走行に移行すると、ステップはB1→B3→B4と進むが、このステップB4においては加速が判定されないから、FlagLspeed がクリアされる(ステップB7)。この状態から加速運転に移行すると、ステップB4において加速が判定され、ステップB5でFlagLspeed =0が判定されるから、FlagCaf1=1とされてCaf=1とされる(ステップB8,B9)。すなわち、λ=1での加速運転が行なわれることになる。
【0030】
次に当該加速運転が終了すると、FlagCaf1=1となっているから、ステップはB3からB10に進み、そこでは加速が判定されないから、FlagCaf1がクリヤされて、Cafがマップから読み出されCaf<1となる(ステップB11→B6)。
【0031】
従って、所定車速以上での定常走行状態から加速するという運転状態のときのみに空燃比がλ=1となるから、先の場合と同様の効果が得られる。
【0032】
−加速初期にλ≦1−
これは、エンジンの加速初期にλ=1とする場合であり、図14に示されている。同図において、FlagAccは加速初期状態にあるときに「1」となるフラグである。Accタイマは加速運転状態に入ってからの時間をカウントするものであり、そのセット中は加速初期であることを意味する。
【0033】
まず、エンジンが加速運転状態にあるか否かが判断される(ステップC1)。加速運転状態にあってもFlagAcc=1でなければ、いま加速運転状態に入ったことになるからFlagAcc=1とされ、Accタイマがセットされ、Caf=1とされて空燃比はλ=1となる(ステップC2〜C5)。Accタイマがセットされている間は、ステップがC1→C2→C6と進み、このステップC6でAccタイマセット中が判断されるから、Caf=1のままである(ステップC6→C5)。Accタイマのカウントが終了すると、FlagAccがクリアされ、Cafはマップから読み出され、Caf<1、従ってλ>1とされる(ステップC6〜C8)。エンジンが加速運転状態でないときも、Cafはマップから読み出される(ステップC1→C8)。
【0034】
図15に示す自動車の走行パターンにおいて、上記制御フローが実行されると同図の太線で示す加速初期に空燃比がλ=1になる。この加速初期にλ=1となることにより、必要な加速性を確保し易くなるとともに、NOx排出量が多いにも拘らず、該NOxが排気浄化触媒14の触媒材層23によって効率良く浄化される。また、前回の走行時に又はそれまでの走行によってNOx吸蔵材層22に吸蔵されていたNOxが放出されて分解されるから、今回の空燃比リーンでの走行において必要なNOx吸蔵キャパシティが確保される。
【0035】
図16は自動車の発進加速時においてその初期に空燃比をλ=1とする制御フローを示す。すなわち、所定車速以下であれば、FlagLspeed =1となる(ステップD1,D2)。いま、加速運転状態にあり、FlagLspeed =1であれば、発進加速状態を意味し、FlagAcc=1でないときは、これが「1」にセットされ、Accタイマがセットされる(ステップD3〜D7)。これは発進加速初期状態であり、Caf=1とされて空燃比はλ=1となる(ステップD8)。
【0036】
そして、加速運転状態、FlagLspeed =1、FlagAcc=1、Accタイマセット中の各判断が成立する限り、発進加速初期状態としてCaf=1(λ=1)が保持される(ステップD3〜D5→D9→D8)。Accタイマのカウントが終了すると、FlagAcc及びFlagLspeed がクリアされ、Cafはマップから読み出されることになってλ>1となる(ステップD9→D11→D12→D10)。
【0037】
所定車速以下でないときには、FlagLspeed は「1」とならないから、加速状態にあるときもないときもCafはマップから読み出されCaf<1とされる(ステップD1→D3,D4→D10)。
【0038】
図17に示す自動車の走行パターンにおいて、上記制御フローが実行されると同図の太線で示す発進加速初期に空燃比がλ=1になる。この発進加速初期は負荷が高くNOx排出量が多いときであるが、空燃比がλ=1となることにより、必要な加速性を確保し易くなるとともに、NOxが排気浄化触媒14の触媒材層23によって効率良く浄化される。また、前回の走行時にNOx吸蔵材層22に吸蔵されていたNOxが放出されて分解される。
【0039】
図18は発進加速状態から一旦定常走行に移行した後にさらに所定車速以上で加速運転状態になった初期に空燃比をλ=1とする場合のフローを示す。すなわち、図19に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。
【0040】
図18において、自動車を発進させたとき、車速が所定車速未満であれば、FlagLspeed =1となり、加速運転状態にあってもFlagLspeed =1であるから、Cafはマップから読み出されることになってλ>1となる(ステップE1〜E5)。
【0041】
車速が所定車速以上になり定常走行状態に移行すると、FlagLspeed がクリアされる(ステップE1→E3→E6)。その後、加速運転状態に移行すると、FlagLspeed がクリアされているから、ステップがE3→E4→E7と進み、FlagAcc=1でなければ、これが「1」にセットされAccタイマがセットされてCaf=1(λ=1)となる(ステップE7〜E10)。すなわち、定常走行後の加速初期状態であり、Accタイマがセット中である限り、Caf=1(λ=1)が保持され(ステップE11→E10)、Accタイマのカウントが終了すると、FlagAccクリアされ、Cafはマップから読み出されることになってλ>1となる(ステップE11→E12→E5)。
【0042】
従って、所定車速以上での走行中の加速初期、という高負荷でNOx排出量が多く且つ加速性が要求されるときのみに空燃比がλ>1からλ=1に切り替わることになり、この切り替わりにより、NOxの大気中への排出を抑えながら加速要求を満たすことができる。
【0043】
−所定ギヤ位置でλ=1−
これは、エンジンが加速運転状態にあるときでも変速機が所定の加速ギヤ位置にあるときのみに空燃比をλ=1とする場合であり、図20に示されている。エンジンが加速運転状態にあり、所定のギヤ位置(例えば2速や3速であり、最低速段や最高速段ではない中速加速段)にあるという条件が満たされるとき、Caf=1とされて空燃比はλ=1となり(ステップF1〜F3)、いずれかの条件が欠けるときはCafはマップから読み出され、Caf<1、従ってλ>1とされる(ステップF4)。
【0044】
図21に示す自動車の走行パターンにおいて、上記制御フローが実行されると同図の太線で示す運転状態で空燃比がλ=1になる。この場合は、ギヤ比が高くなっているときの空燃比の切替えになるから、トルクショックが緩和される。
【0045】
図22は自動車の発進加速中において所定ギヤ位置にあるときに空燃比をλ=1とする場合のフローを示す。すなわち、図23に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。
【0046】
図22において、発進当初は所定車速以下であるからFlagLspeed =1となり、FlagCaf=0である(ステップG1〜G3)。加速運転状態が判定されると、FlagLspeed =1であるから、所定ギヤ位置にあれば、FlagCaf1=1とされてCaf=1とされる(ステップG4〜G8)。すなわち、λ=1での加速運転が行なわれることになる。その後、加速運転が終了すればFlagLspeed 及びFlagCafがクリアされCafがマップから読み出されλ>1となる(ステップG3→G9〜G12)。また、加速運転中であってもギヤ位置が変われば、Cafがマップから読み出されλ>1となる(ステップG9→G5→G12)。
【0047】
従って、発進加速中において空燃比をλ>1からλ=1に切り替えるときのトルクショックを緩和することができる。
【0048】
図24は発進加速状態から一旦定常走行に移行した後にさらに所定車速以上で加速運転状態になったときにおいて所定ギヤ位置にあるときに空燃比をλ=1とする場合のフローを示す。すなわち、図25に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。従って、制御フローは図12と同様であるが、ステップH5においてFlagLspeed =1でないときに所定のギヤ位置にあるか否かが判断され、YesのときにCaf=1(λ=1)とするステップH8,H9へ進み、NoのときにCafをマップから読み出すステップH6に進む、ステップH12が入る点が相違する。なお、図12と図24とはステップ番号が同じものは同じ処理を行なう点で対応している。
【0049】
よって、この制御の場合は、定常走行から加速するときに空燃比をλ>1からλ=1に切り替えるときのトルクショックを緩和することができ、特にこの点では手動変速機付エンジンが好ましい。
【0050】
−定常走行移行時にλ=1−
これは、エンジンが加速運転状態にあるときに空燃比の切替えを行なうのではなく、加速運転から定常走行運転に移行したときに空燃比の切替えを行なうものであり、図26に示されている。
【0051】
同図において、「Accend タイマ」は加速運転から定常走行運転に移行したときの空燃比をλ=1とする時間をカウントするものである。まず、加速運転状態にあれば、そのことを示すFlagAccを「1」にセットしてCafをマップから読み出すことにより、空燃比はλ>1とされる(ステップJ1〜J3)。その後、加速運転状態から定常走行状態に移行すると、FlagAccがクリアされてAccend タイマがセットされ、Caf=1とされて、空燃比がλ=1に切り替わる(ステップJ1→J4〜J7)。そして、Accend タイマのカウントが終了すると、Cafがマップから読み出されるようになり、空燃比はλ>1に戻る(ステップJ8→J3)。
【0052】
図27に示す自動車の走行パターンにおいて、上記制御フローが実行されると同図の太線で示す運転状態で空燃比がλ=1になる。この場合は、加速運転の終了時に空燃比がλ=1になることにより、それまでにNOx吸蔵材に吸蔵されていたNOxが放出して還元され、その吸蔵キャパシティが確保される。また、運転者の意思によって加速走行から定常走行に移行したときに空燃比が切り替わることになるから、トルクショックは問題にならない。
【0053】
図28は発進加速終了時に空燃比をλ=に切り替える場合の制御フローを示す。すなわち、図29に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。
【0054】
自動車を発進させたとき、所定車速以下であればFlaglspeed =1とされ、加速運転状態にあればFlagAcc=1とされて、Cafがマップから読み出されることにより、空燃比はλ>1とされる(ステップK1〜K5)。その後、加速走行から定常走行に移行すれば、いまFlagLspeed =1であり、FlagAcc=1であるから、FlagAccがクリアされてAccend タイマがセットされ、Caf=1とされて空燃比はλ=1に切り替わる(ステップK3→K6〜K10)。そして、Accend タイマのカウントが終了すると、FlagLspeed がクリアされてCafがマップから読み出されることにより、空燃比はλ>1とされる(ステップK11,K12→K5)。
【0055】
従って、発進加速終了後にそれまでにNOx吸蔵材に吸蔵されていたNOxが放出還元されて、そのキャパシティが回復することになり、トルクショックも問題にならない。
【0056】
図30は発進加速走行→定常走行→加速走行となったときにおいて、その加速終了時点で空燃比をλ=1とする場合のフローを示す。すなわち、図31に太線で示す運転状態のときにλ=1とするものである。
【0057】
自動車を発進させたとき、所定車速未満のときはFlagLspeed が「1」にセットされ、加速運転状態にあればFlagAccが「1」にセットされて、Cafがマップから読み出されることにより、空燃比はλ>1とされる(ステップL1〜L5)。そして、その後に定常走行に移行すればFlagLspeed がクリアされる(ステップL6,L7)。このFlagLspeed がクリアされた後、さらに加速走行状態になり、その後に定常走行に移行すると、今回はFlagLspeed が既にクリアされているから、FlagAcc=1であるときにこれがクリアされてAccend タイマがセットされ、Caf=1とされて空燃比はλ=1となる(ステップL6→L8〜L11)。そして、Accend タイマのカウントが終了すると、Cafがマップから読み出されるようになって、空燃比はλ>1に戻る(ステップL8→L12→L5)。
【0058】
従って、走行中において加速されNOx排出量が多い高速運転(高負荷運転)が行なわれた後に、それまでにNOx吸蔵材に吸蔵されていたNOxが放出還元されて、そのキャパシティが回復することになり、トルクショックも問題にならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エンジンの制御装置の全体構成を示す図。
【図2】 排気浄化触媒の断面図。
【図3】 エンジンの運転ゾーンを示すマップ図。
【図4】 空燃比制御(燃料噴射制御)のメインルーチンのフロー図。
【図5】 スロットル弁制御のフロー図。
【図6】 リーン運転ゾーンでのスロットル開度特性TVBと非リーン運転ゾーンでのスロットル開度特性TVAとを示すグラフ図。
【図7】 車速に基づいて高車速運転域でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図8】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図9】 アクセル開度、車速、スロットル開度のタイムチャート図。
【図10】 エンジン回転数に基づいて高車速運転域でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図11】 エンジン負荷に基づいて高車速運転域でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図12】 走行中の加速時に高車速運転域でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図13】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図14】 加速初期にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図15】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図16】 発進加速初期にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図17】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図18】 走行中の加速初期にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図19】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図20】 加速時に所定ギヤ位置でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図21】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図22】 発進加速時に所定ギヤ位置でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図23】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図24】 走行中の加速時に所定ギヤ位置でλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図25】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図26】 加速終了時にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図27】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図28】 発進加速終了時にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図29】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【図30】 定常走行からの加速終了時にλ=1を実行するためのCaf算出サブルーチンのフロー図。
【図31】 同サブルーチンによるλ=1区間を示すタイムチャート図。
【符号の説明】
1 エンジン本体
5 燃焼室
10 点火プラグ
11 燃料噴射弁
13 排気通路
14 排気浄化触媒
15 吸気通路
16 スロットル弁
17 制御手段
21 担体
22 NOx吸蔵材層
23 触媒材層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine control device.
[0002]
[Prior art]
International Publication No. WO 93/07363 discloses NOx that stores NOx in exhaust when the air-fuel ratio is lean when λ> 1 and releases the NOx when λ ≦ 1 when the air-fuel ratio is lean. An engine control device is described in which an occlusion material is provided and the air-fuel ratio is controlled to be λ = 1 during acceleration operation and full-load operation of the engine and λ> 1 during other operation states. ing. The NOx occlusion material is a NOx occlusion-type catalyst having a function of reducing and purifying NOx. The NOx occluded when the air-fuel ratio is lean is released when the air-fuel ratio becomes rich and is reduced and purified.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A basic requirement in engine control is to reduce the fuel consumption rate. For this purpose, it is preferable to make the air-fuel ratio lean in the entire operating range of the engine. Therefore, setting the air-fuel ratio to λ = 1 during the acceleration operation and full load operation of the engine as described above is disadvantageous in terms of improving the fuel consumption because the fuel consumption increases accordingly.
[0004]
However, when the NOx occlusion material is used, if the air-fuel ratio lean operation continues, the NOx occlusion capacity will be exceeded and discharged into the atmosphere. Therefore, it is necessary to appropriately execute the operation with the air-fuel ratio λ ≦ 1.The
[0005]
In this way, NOx storageMaterialWhen used, it is preferable to switch the air-fuel ratio appropriately between λ> 1 and λ ≦ 1, but in that case, it is necessary to effectively reduce the amount of NOx discharged into the atmosphere while ensuring fuel efficiency. There is. On the other hand, when the air-fuel ratio is switched from λ> 1 to λ ≦ 1, there is a problem that a torque shock is generated because the output of the engine changes suddenly, and this point needs to be improved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the air-fuel ratio does not necessarily have to satisfy λ ≦ 1 over the entire region during the acceleration operation of the engine, and the acceleration performance required when λ ≦ 1 in a specific operation state. Can be ensured, and NOxEnsure NOx storage capacity of storage materialsFor this purpose, attention is paid to the point that it is sufficient to temporarily set the air-fuel ratio to λ ≦ 1.
[0007]
That is, the invention of this application includes an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine,
The target air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, λ> 1) according to the operating state of the engine detected by the operating-state detecting means, and the state near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio ( That is, in an engine control device comprising air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control by switching to λ ≦ 1),
It is provided in the exhaust passage of the engine and stores NOx in the exhaust when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and reduces the NOx when it is close to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. NOx storage material released for
Acceleration determination means for determining acceleration operation of the engine;
Shift state detecting means for detecting a shift state of the transmission;
When the above acceleration operation is determinedThe speed change state detected by the speed change state detecting means is at the gear position of the medium speed ratio.Sometimes the target air-fuel ratio is set near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio., The above shifting condition is not in the middle gear positionAnd a target air-fuel ratio switching means for setting the target air-fuel ratio to a state leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0008]
DThe air-fuel ratio temporarily becomes λ ≦ 1 during engine acceleration.NIn the Ox occlusion material, the occluded NOx can be released. The NOx occlusion material can have its own NOx reduction function to reduce NOx released by itself, or a separate NOx reduction catalyst can be provided to reduce the released NOx. It can also be done.
[0009]
SkyThe control of the fuel ratio includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, and an intake air amount control valve that controls the intake air amount based on the operating state. The air-fuel ratio control can be performed by adjusting the amount.
[0010]
Thus, the acceleration operation of the engine is determined, and from λ> 1 to λ ≦ 1When engine output changes due to air-fuel ratio switching,The shift state of the transmission detected by the shift state detecting means isAt low speeds, the gear ratio is large and torque is easily transmitted. Therefore,In the present invention, the speed change state of the transmission detected by the speed change state detecting means is the gear position at the medium speed ratio.To reduce the torque shock by switching the air-fuel ratio whenI did it.
[0011]
【The invention's effect】
Therefore, according to the present invention, in an engine control apparatus that performs air-fuel ratio control by switching the target air-fuel ratio between λ> 1 and λ ≦ 1 according to the operating state of the engine, the engine acceleration operation is determined. When, The transmission state of the transmission is in the gear position of medium speed ratioSometimes the target air-fuel ratio is set to λ ≦ 1, The above shifting condition is not in the middle gear positionSometimes the target air-fuel ratio is set to λ> 1,By switching the air-fuel ratio from λ> 1 to λ ≦ 1,NOx without deteriorating fuel consumptionThe NOx occlusion capacity of the occlusion material can be recovered, and the air-fuel ratio control for this recovery is accompanied.Relieve torque shockbe able to.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Overall configuration>
This embodiment relates to a control device for an in-cylinder direct injection engine of an automobile. In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake port, 7 is an exhaust port, 8 is an intake valve, and 9 is an exhaust valve. The cylinder head 3 is provided with an
[0013]
The operation of the
[0014]
<Exhaust gas purification catalyst>
The configuration of the
[0015]
<Air-fuel ratio control>
The control means 17 uses a computer, such as engine operation zone determination, acceleration determination, specific operation state determination,
[0016]
(Main routine)
The main routine of the fuel injection control is shown in FIG. The engine speed, vehicle speed, accelerator opening, gear position of the transmission, measured value of the air flow sensor, etc. are read and lean based on the engine speed and the engine load (the filling efficiency Ce obtained from the measured value of the air flow sensor). It is determined whether or not it is an operation zone (steps S1 and S2). In the lean operation zone, an A / F correction coefficient Caf for calculating the injection pulse width Ta is calculated, and the pulse width Ta is obtained by the following equation (steps S3 and S4).
[0017]
Ta = KGKF × Caf × Ce
KGKF is a fuel flow coefficient. Λ = 1 when Caf = 1, and λ> 1 when Caf <1.
[0018]
Then, when the predetermined injection timing is reached, fuel injection by the
[0019]
(Throttle valve control)
As shown in FIG. 5, it is determined whether or not the vehicle is in the lean operation zone based on the accelerator opening, the engine speed, and the air flow sensor measurement value (steps S11 and S12). If the characteristic is selected and the vehicle is not in the lean operation zone, the throttle opening characteristic of TVA is selected and the throttle valve is driven (steps S13 to S15). The throttle opening characteristics of TVB and TVA are shown in FIG. 6, and the throttle opening characteristics TVA in the operation region other than the lean operation zone shows that the throttle opening is almost fully closed when the accelerator is fully closed. This is a characteristic that the throttle opening gradually increases as the degree increases. The throttle opening characteristic TVB in the lean operation zone has a predetermined throttle opening TVI even when the accelerator is fully closed, and the throttle opening gradually increases as compared with TVA as the accelerator opening increases.
[0020]
Although the throttle valve is controlled in this embodiment, the accelerator means and the throttle valve are connected by a wire, a bypass passage that bypasses the throttle valve is provided in the intake system, and a control valve is provided in the bypass passage. This may be controlled so as to produce a similar effect following the control of the throttle valve.
[0021]
(Caf calculation subroutine)
Here, the air-fuel ratio is switched between λ> 1 and λ = 1 by the correction coefficient Caf, and λ = 1 is set when the engine is in a specific operating state. Below, each case of the specific driving | running state is demonstrated.
[0022]
-Λ≤1- in the high vehicle speed driving range
This is a case where λ = 1 when the engine is accelerating and in the high vehicle speed driving range. As shown in FIG. 7, it is determined whether or not the engine is in an acceleration operation state (step A1). In other words, the acceleration operation state is determined when the rate of increase in the engine speed, engine load Ce, or throttle opening is equal to or greater than a predetermined value. When the engine is in an acceleration operation state, it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed. If the vehicle speed is high, Caf = 1 is set. At this time, Caf is obtained by referring to the electronically stored map based on the engine speed and engine load Ce at that time (steps A2 to A4). This map is for air-fuel ratio lean operation, and Caf <1.
[0023]
FIG. 8 shows an example of a running pattern of an automobile. The thick line portion in the figure is a high vehicle speed operation region at the time of acceleration, and at this time, the air-fuel ratio becomes λ = 1. FIG. 9 shows changes over time in the accelerator opening, the vehicle speed, and the throttle opening. The throttle opening is changed from λ> 1 to λ = 1 when the vehicle speed in the latter half of acceleration is increased. Will change. That is, it can be seen that the amount of change in the throttle opening is small and the torque shock is small as compared with the case of switching from λ> 1 to λ = 1 in the early stage of acceleration.
[0024]
This high vehicle speed operation region is when the engine combustion temperature is high and the amount of NOx emissions increases. At this time, λ = 1, so that the NOx purification rate in the
[0025]
Further, when λ = 1 in the high vehicle speed driving range, it means that the acceleration of the automobile is enhanced, which is advantageous for overtaking other automobiles.
[0026]
FIG. 10 shows an example in which the high vehicle speed operating range of the engine is determined based on the engine speed. That is, in step A2, it is determined whether or not the engine speed is equal to or higher than a predetermined value. When the engine speed is equal to or higher than the predetermined value, Caf = 1 is set and the air-fuel ratio is controlled to λ = 1. FIG. 11 shows an example in which the high vehicle speed operating range of the engine is determined based on the engine load. That is, in step A2, it is determined whether or not the engine load is equal to or greater than a predetermined value. When the engine load is equal to or greater than the predetermined value, Caf = 1 is set and the air-fuel ratio is controlled to λ = 1. Whether it depends on the engine speed or the engine load, the effect is the same as in the case of the vehicle speed.
[0027]
FIG. 12 shows a flow in the case where the air-fuel ratio is set to λ = 1 when the vehicle is once shifted from the start acceleration state to the steady running and further enters the acceleration operation state at a predetermined vehicle speed or higher. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by a thick line in FIG.
[0028]
In FIG. 12, FlagLspeed is a flag that is "1" when the vehicle speed is zero or low, and FlagCaf1 is a flag that is "1" when accelerating while λ = 1. In the drawing, FlagLspeed = 1 and FlagCaf = 0 (Steps B1 to B3) because the vehicle speed is initially equal to or lower than the predetermined vehicle speed. Therefore, even if acceleration is determined in step B4, since FlagLspeed = 1, Caf is read from the map and Caf <1 is set (steps B4 to B6).
[0029]
Next, when the vehicle speed exceeds the predetermined speed after starting acceleration and shifts to steady running, the step proceeds from B1 → B3 → B4. However, since acceleration is not determined in step B4, FlagLspeed is cleared (step B7). When shifting from this state to acceleration operation, acceleration is determined in step B4, and FlagLspeed = 0 is determined in step B5. Therefore, FlagCaf1 = 1 and Caf = 1 are set (steps B8 and B9). That is, acceleration operation at λ = 1 is performed.
[0030]
Next, when the acceleration operation is completed, FlagCaf1 = 1, so the step proceeds from B3 to B10, where acceleration is not determined. FlagCaf1 is cleared, Caf is read from the map, and Caf <1. (Step B11 → B6).
[0031]
Therefore, since the air-fuel ratio becomes λ = 1 only in the driving state in which the vehicle is accelerated from the steady running state at a predetermined vehicle speed or higher, the same effect as in the previous case can be obtained.
[0032]
-Λ≤1- early in acceleration
This is a case where λ = 1 in the early stage of acceleration of the engine, and is shown in FIG. In the figure, FlagAcc is a flag which is “1” when in the initial acceleration state. The Acc timer counts the time after entering the acceleration operation state, and means that the acceleration is in the initial stage during the set.
[0033]
First, it is determined whether or not the engine is in an acceleration operation state (step C1). If FlagAcc is not 1, even in the acceleration operation state, the acceleration operation state has been entered. Therefore, FlagAcc = 1 is set, the Acc timer is set, Caf = 1, and the air-fuel ratio is λ = 1. (Steps C2 to C5). While the Acc timer is set, the step proceeds from C1 to C2 to C6, and since it is determined that the Acc timer is being set in step C6, Caf = 1 remains (step C6 to C5). When the count of the Acc timer is completed, FlagAcc is cleared, Caf is read from the map, and Caf <1 and thus λ> 1 is set (steps C6 to C8). Even when the engine is not in the acceleration operation state, Caf is read from the map (step C1 → C8).
[0034]
In the driving pattern of the automobile shown in FIG. 15, when the control flow is executed, the air-fuel ratio becomes λ = 1 at the initial stage of acceleration indicated by the bold line in FIG. By setting λ = 1 at the initial stage of acceleration, it becomes easy to ensure necessary acceleration, and the NOx is efficiently purified by the
[0035]
FIG. 16 shows a control flow in which the air-fuel ratio is set to λ = 1 at the initial stage when the vehicle starts to accelerate. That is, if the vehicle speed is less than or equal to the predetermined vehicle speed, FlagLspeed = 1 (steps D1 and D2). If it is now in the acceleration operation state and FlagLspeed = 1, it means a start acceleration state. If FlagAcc = 1, this is set to “1”, and the Acc timer is set (steps D3 to D7). This is an initial state of starting acceleration, where Caf = 1 and the air-fuel ratio becomes λ = 1 (step D8).
[0036]
Then, Caf = 1 (λ = 1) is held as the initial acceleration state as long as each determination in the acceleration operation state, FlagLspeed = 1, FlagAcc = 1, and Acc timer set is satisfied (steps D3 to D5 → D9). → D8). When the count of the Acc timer is completed, FlagAcc and FlagLspeed are cleared, and Caf is read from the map so that λ> 1 (steps D9 → D11 → D12 → D10).
[0037]
When the vehicle speed is not lower than the predetermined vehicle speed, FlagLspeed does not become “1”. Therefore, Caf is read from the map and Caf <1 even when the vehicle is not accelerating (steps D1 → D3, D4 → D10).
[0038]
In the traveling pattern of the automobile shown in FIG. 17, when the above control flow is executed, the air-fuel ratio becomes λ = 1 at the beginning of start acceleration indicated by the bold line in FIG. The initial stage of starting acceleration is when the load is high and the amount of NOx emission is large. However, when the air-fuel ratio becomes λ = 1, it becomes easy to ensure the necessary acceleration and the NOx is a catalyst material layer of the
[0039]
FIG. 18 shows a flow in the case where the air-fuel ratio is set to λ = 1 at the initial stage after the transition from the start acceleration state to the steady running and the acceleration operation state at a predetermined vehicle speed or higher. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by the thick line in FIG.
[0040]
In FIG. 18, when the vehicle is started, if the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed, FlagLspeed = 1, and FlagLspeed = 1 even in the acceleration operation state, so Caf is read from the map. > 1 (steps E1 to E5).
[0041]
When the vehicle speed becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed and a transition is made to the steady running state, FlagLspeed is cleared (steps E1 → E3 → E6). After that, when shifting to the acceleration operation state, FlagLspeed is cleared, so the step proceeds from E3 → E4 → E7. If FlagAcc = 1, this is set to “1”, the Acc timer is set, and Caf = 1. (Λ = 1) (Steps E7 to E10). That is, as long as the acceleration is in an initial state after steady running and the Acc timer is being set, Caf = 1 (λ = 1) is maintained (step E11 → E10), and when the Acc timer count ends, FlagAcc is cleared. , Caf is read from the map, so that λ> 1 (steps E11 → E12 → E5).
[0042]
Therefore, the air-fuel ratio is switched from λ> 1 to λ = 1 only when the amount of NOx emission is large and acceleration is required at the beginning of acceleration during traveling at a predetermined vehicle speed or higher. Thus, it is possible to satisfy the acceleration request while suppressing the discharge of NOx into the atmosphere.
[0043]
-Λ = 1-at the predetermined gear position
This is a case where the air-fuel ratio is set to λ = 1 only when the transmission is at a predetermined acceleration gear position even when the engine is in the acceleration operation state, and is shown in FIG. When the condition that the engine is in an accelerating operation state and is in a predetermined gear position (for example, a medium speed acceleration stage that is the second speed or the third speed and not the lowest speed or the highest speed), Caf = 1 is set. Thus, the air-fuel ratio becomes λ = 1 (steps F1 to F3), and when any of the conditions is missing, Caf is read from the map, and Caf <1, and thus λ> 1 (step F4).
[0044]
In the driving pattern of the automobile shown in FIG. 21, when the control flow is executed, the air-fuel ratio becomes λ = 1 in the driving state indicated by the bold line in FIG. In this case, since the air-fuel ratio is switched when the gear ratio is high, torque shock is alleviated.
[0045]
FIG. 22 shows a flow in the case where the air-fuel ratio is set to λ = 1 when the vehicle is in a predetermined gear position during start acceleration. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by the thick line in FIG.
[0046]
In FIG. 22, since the vehicle is initially below a predetermined vehicle speed, FlagLspeed = 1 and FlagCaf = 0 (steps G1 to G3). When the acceleration operation state is determined, FlagLspeed = 1, so if it is in the predetermined gear position, FlagCaf1 = 1 and Caf = 1 are set (steps G4 to G8). That is, acceleration operation at λ = 1 is performed. Thereafter, when the acceleration operation is completed, FlagLspeed and FlagCaf are cleared, Caf is read from the map, and λ> 1 is satisfied (steps G3 → G9 to G12). If the gear position changes even during acceleration operation, Caf is read from the map and λ> 1 (steps G9 → G5 → G12).
[0047]
Therefore, it is possible to mitigate torque shock when the air-fuel ratio is switched from λ> 1 to λ = 1 during start acceleration.
[0048]
FIG. 24 shows a flow in the case where the air-fuel ratio is set to λ = 1 when the vehicle is in a predetermined gear position when the vehicle is in the acceleration operation state at a predetermined vehicle speed or higher after the transition from the start acceleration state to the steady driving. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by the thick line in FIG. Therefore, the control flow is the same as in FIG. 12, but it is determined whether or not the gear is in a predetermined gear position when FlagLspeed = 1 is not satisfied in step H5, and the step of setting Caf = 1 (λ = 1) when Yes. The process advances to H8 and H9, and the difference is that the process advances to Step H6 to read Caf from the map when No, and Step H12 is entered. Note that FIG. 12 and FIG. 24 correspond to the same step number performing the same processing.
[0049]
Therefore, in the case of this control, the torque shock when the air-fuel ratio is switched from λ> 1 to λ = 1 when accelerating from steady running can be mitigated. In particular, an engine with a manual transmission is preferable.
[0050]
-Λ = 1 at the time of transition to steady driving
This is not to switch the air-fuel ratio when the engine is in the acceleration operation state, but to switch the air-fuel ratio when shifting from the acceleration operation to the steady running operation, as shown in FIG. .
[0051]
In the figure, an “accend timer” counts the time for which the air-fuel ratio is λ = 1 when the acceleration operation is shifted to the steady operation. First, if it is in the acceleration operation state, FlagAcc indicating that is set to “1” and Caf is read from the map, so that the air-fuel ratio is set to λ> 1 (steps J1 to J3). Thereafter, when the acceleration operation state is shifted to the steady running state, FlagAcc is cleared, the accend timer is set, Caf = 1 is set, and the air-fuel ratio is switched to λ = 1 (steps J1 → J4 to J7). When the Accend timer count ends, Caf is read from the map, and the air-fuel ratio returns to λ> 1 (steps J8 → J3).
[0052]
In the driving pattern of the automobile shown in FIG. 27, when the control flow is executed, the air-fuel ratio becomes λ = 1 in the driving state indicated by the bold line in FIG. In this case, the air-fuel ratio becomes λ = 1 at the end of the acceleration operation, so that NOx previously stored in the NOx storage material is released and reduced, and the storage capacity is ensured. In addition, since the air-fuel ratio is switched when the driver travels from the accelerated travel to the steady travel, torque shock is not a problem.
[0053]
FIG. 28 shows a control flow when the air-fuel ratio is switched to λ = at the end of start acceleration. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by the thick line in FIG.
[0054]
When the vehicle is started, Flaglspeed = 1 is set if the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, and FlagAcc = 1 is set if the vehicle is in an acceleration operation state. (Steps K1 to K5). After that, if the transition is made from the acceleration running to the steady running, since FlagLspeed = 1 and FlagAcc = 1, FlagAcc is cleared, the Accend timer is set, Caf = 1 is set, and the air-fuel ratio becomes λ = 1. Switching (steps K3 → K6 to K10). When the Accend timer count ends, FlagLspeed is cleared and Caf is read from the map, so that the air-fuel ratio becomes λ> 1 (steps K11, K12 → K5).
[0055]
Accordingly, NOx occluded in the NOx occlusion material until the end of the start acceleration is released and reduced, and the capacity is restored, and torque shock does not become a problem.
[0056]
FIG. 30 shows a flow when the air-fuel ratio is set to λ = 1 at the time of completion of acceleration when starting acceleration traveling → steady traveling → accelerated traveling. That is, λ = 1 is set in the operating state indicated by the thick line in FIG.
[0057]
When the vehicle is started, FlagLspeed is set to “1” when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed, and FlagAcc is set to “1” when the vehicle is in an acceleration operation state. λ> 1 (steps L1 to L5). Then, FlagLspeed is cleared when the vehicle shifts to steady running (steps L6 and L7). After this FlagLspeed is cleared, it will be in an accelerated running state. After that, when shifting to steady running, FlagLspeed has already been cleared this time, so when FlagAcc = 1, it is cleared and the Accend timer is set. , Caf = 1, and the air-fuel ratio becomes λ = 1 (steps L6 → L8 to L11). When the Accend timer count ends, Caf is read from the map, and the air-fuel ratio returns to λ> 1 (steps L8 → L12 → L5).
[0058]
Therefore, after a high speed operation (high load operation) that is accelerated while driving and has a large amount of NOx emission is performed, the NOx previously stored in the NOx storage material is released and reduced, and the capacity is restored. Torque torque is not a problem.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine control device.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an exhaust purification catalyst.
FIG. 3 is a map diagram showing engine operation zones.
FIG. 4 is a flowchart of a main routine of air-fuel ratio control (fuel injection control).
FIG. 5 is a flowchart of throttle valve control.
FIG. 6 is a graph showing a throttle opening characteristic TVB in a lean operation zone and a throttle opening characteristic TVA in a non-lean operation zone.
FIG. 7 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in the high vehicle speed driving range based on the vehicle speed.
FIG. 8 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 9 is a time chart of accelerator opening, vehicle speed, and throttle opening.
FIG. 10 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in the high vehicle speed operation region based on the engine speed.
FIG. 11 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in the high vehicle speed operation region based on the engine load.
FIG. 12 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in a high vehicle speed driving range during acceleration during traveling.
FIG. 13 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 14 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in the early stage of acceleration.
FIG. 15 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 16 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at the beginning of start acceleration.
FIG. 17 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 18 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 in the early stage of acceleration during traveling.
FIG. 19 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 20 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at a predetermined gear position during acceleration.
FIG. 21 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine;
FIG. 22 shows a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at a predetermined gear position during start acceleration.Flow diagram.
FIG. 23 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 24 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at a predetermined gear position at the time of acceleration during traveling.
FIG. 25 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine;
FIG. 26 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at the end of acceleration.
FIG. 27 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine;
FIG. 28 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at the end of start acceleration.
FIG. 29 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine.
FIG. 30 is a flowchart of a Caf calculation subroutine for executing λ = 1 at the end of acceleration from steady running.
FIG. 31 is a time chart showing a λ = 1 section according to the subroutine;
[Explanation of symbols]
1 Engine body
5 Combustion chamber
10 Spark plug
11 Fuel injection valve
13 Exhaust passage
14 Exhaust gas purification catalyst
15 Intake passage
16 Throttle valve
17 Control means
21 Carrier
22 NOx storage layer
23 Catalyst material layer
Claims (1)
該運転状態検出手段によって検出されたエンジンの運転状態に応じて目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態と理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態とに切り替えて空燃比制御を行なう空燃比制御手段とを備えたエンジンの制御装置において、
エンジンの排気通路に設けられ、空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態のときに排気中のNOxを吸蔵し理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態のときに該NOxをその還元のために放出するNOx吸蔵材と、
エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、
変速機の変速状態を検出する変速状態検出手段と、
上記加速運転が判定されたときにおいて、上記変速状態検出手段によって検出される変速状態が変速比中速のギヤ位置にあるときに目標空燃比を理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態に設定し、上記変速状態が変速比中速のギヤ位置にないときに目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態に設定する目標空燃比切替え手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。An operating state detecting means for detecting the operating state of the engine;
The target air-fuel ratio is switched between a state leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and a state near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the engine operating state detected by the operating state detecting means. In an engine control device comprising air-fuel ratio control means for performing,
It is provided in the exhaust passage of the engine and stores NOx in the exhaust when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and reduces the NOx when it is close to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. NOx storage material released for
Acceleration determination means for determining acceleration operation of the engine;
Shift state detecting means for detecting a shift state of the transmission;
When the acceleration operation is determined, the target air-fuel ratio is in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the gear-shift state detected by the gear-shift-state detecting means is at the gear position of the medium gear ratio. And a target air-fuel ratio switching means for setting the target air-fuel ratio to a state leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the speed change state is not at the medium gear ratio. Control device.
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